CN2264372Y

CN2264372Y - 电压互感器二次回路全电压自动补偿器

Info

Publication number: CN2264372Y
Application number: CN 96205671
Authority: CN
Inventors: 胡大林; 万年定
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-03-01
Filing date: 1996-03-01
Publication date: 1997-10-08
Anticipated expiration: 2006-03-01

Abstract

一种电压互感器二次回路全电压自动补偿器包括输入采样、信号处理、功率放大、输出变换、电源电路、输出反馈、误差比较、控制报警等电路。本实用新型的补偿器采用改变PT负载的全新的补偿理论，负载电压，功率全部由补偿器提供，使流过二次回路的电流接近于零，因而二次回路上的压降也接近于零，实现全电压自动补偿，它不需增设计量专用导线，工作可靠，高精度自动补偿，不受PT的运行方式及二次回路的接法影响。

Description

电压互感器二次回路全电压自动补偿器

本实用新型涉及电压补偿器，尤其是一种电压互感器二次回路全电压自动补偿器。

在发电厂、变电所及变压计量的大用户，电压互感器(PT)用来将系统中的高电压转换成仪表所能承受的较小电压，PT二次电压经出口端子、开关、熔丝、电缆等组成的二次回路送到电能表，由于PT出口端子距离电能表端较远，二次回路具有一定的阻抗，负载电流流过二次回路必然要产生一定的压降，使电能表端的电压小于PT出口电压，带采计量误差。为了保证计量准确，可采用补偿器来减小二次压降。目前采用的补偿器大都采用差额补偿的方法，主要有自耦调压式和电子式两种，自耦调压式接线简单、工作可靠，但补偿精度差且不能自动补偿；电子式补偿器虽然补偿精度较高，能自动补偿，但其工作可靠性差，且需要增加专用的计量导线。

本实用新型的目的就是提供一种接线简单、不需专用计量线、工作可靠、高精度自动补偿的电压互感器二次回路全电压自动补偿器。

本实用新型的补偿的目的由以下技术方案实现：

本实用新型的补偿器包括：(1)用于使补偿器的输出电压的幅值、相位跟随输入电压的输入采样；(2)把交流电源输入转换成直流电源输出，为系统提供工作电源的电源电路，电源电路包括整流滤波及集成稳压电路，直流电源的中性点接补偿器输出电压的公共点；(3)用于对输入信号进行放大及移相处理，使补偿器输出电压的相位跟随输入电压的相位的信号处理电路；(4)用于提供负载功率的功率放大电路：(5)用于提供负载所需电压幅值的输出变换电路；(6)用于将补偿器输出电压的幅值、相位信号反馈至信号处理电路，使系统稳定工作的输出反馈电路；(7)用于对补偿器的输入输出电压的幅值、相位进行比较的误差比较电路；(8)用于在工作电源停电或者补偿器出现故障时，断开补偿器输出，并将PT的二次输出直接提供给负载，并用声光报警的控制报警电路。信号处理电路的输入接输入采样的输出，其输出接至功率放大电路的输入，功率放大电路的输出接输出变换电路的输入，输出变换电路的输出即补偿器的输出，接至负载。

本实用新型的补偿器采用改变PT负载的全新补偿理论，负载电压、功率全部由补偿器提供，使流过二次回路的电流接近于零，因而二次回路上的压降也接近于零，实现全电压自动补偿，与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)补偿理论独特、先进，负载电压、功率全部由补偿器提供；

(2)不需增设计量专用导线，工作可靠，高精度自动补偿，不受PT的运行方式及二次回路的接法的影响。

下面结合附图对本实用新型作详细说明。

图1为本实用新型的电路方框图；

图2为图1中的电源电路的电路原理图；

图3为图1中输入采样、信号处理的电路原理图；

图4为图1中功率放大、反馈及输出变换的电路原理图；

图5为图1中误差比较及控制报警的电路原理图；

图6为图5中继电器连接图。

本实用新型的电压互感器二次回路全电压自动补偿器包括用于使补偿器输出电压的幅值、相位跟随输入电压的输入采样；把交流电源输入转换成直流电源输出，为系统提供工作电源的电源电路；对采样信号进行放大，并使补偿器输出电压的相位跟随输入电压的相位的信号处理电路；用于提供负载功率的功率放大电路；用于提供负载所需电压幅值的输出变换电路；用于将输出电压幅值、相位信号反馈至信号处理的输出反馈电路；用于对输入输出电压的幅值、相位进行比较的误差比较电路，比较结果送至控制报警，控制报警用于在补偿器出现故障或停电时，切断补偿器输出，并将PT的二次输出直接提供给负载，以使系统可靠地工作。

如图2：220V交流电源经变压器B₁分两路输出，变压器B₁的一路次级输出的交流电压经桥式整流ZL₁，及滤波电容C₁、C₂整流滤波后输出正电源3和负电源4。变压器B₁的另一次级输出的交流电压经桥式整流ZL₂、滤波电容C₃和C₄分别接型号为78系列的集成稳压块IC₁和IC₂的输入端，IC₁和IC₂的输出端经滤波电容C₅、C₆后输出一个纹波小幅值稳定的直流正电压5和直流负电压6。直流正、负电压的中性点接补偿器输交流电压的公共端。

如图3：PT的二次输出电压1经精密电流互感器L、精密运算放大器IC₃及阻容电路组成的零磁通自平衡电流互感器电路采样后，输出一相位相同的小信号，经射极跟随器IC₄，阻容移相电路IC₅进行放大及相位补偿，送入加法器IC₆，和补偿器输出电压的反馈信号8进行叠加后由IC₆输出端7送给功率放大电路。精密运算放大器IC₃的输出端接射极跟随器IC₄的输入端，射极跟随器IC₄的输出端接阻容移相电路IC₅的输入端，IC₅的输出端接加法器IC₆的输入端。

如图4，图中主要是采用限流保护措施的0CL功率放大电路及输出变换、输出反馈电路。由三极管T₁～T₅，功率管T₆～T₉组成0CL功率放大电路，三极管T₄、T₅为限流保护元件，OCL功率放大电路输出端接变压器B₂。信号处理电路的输出信号7经OCL功率放大电路进行功率放大，最后经输出变压器B₂变换成负载所需的幅值交流电压2输给负载，交流电压2即为补偿器的输出电压。因补偿器的负载为感性负载，采用二极管D₁、D₂对输出进行保护，以免负载影响系统的稳定性。变压器B₂的输出端经电阻接至加法器IC₆的输入端，OCL功放输出电压经电阻也接至加法器IC₆的输入端。补偿器的输出电压2经电阻分压后输出反馈信号8，OCL功放输出电压经电阻采样后输出另一反馈信号8，两反馈信号同时输出至加法器IC₆的输入端，具有稳定补偿器输出电压幅值的作用，使系统稳定工作。

如图5、图6，图中Ai、Bi、Ci为补偿器输入电压1，即为PT的二次输出电压，Ao、Bo、Co为补偿器的输出电压2。补偿器的输入电压，接入运算放大器IC₇和IC₉输入端，输出电压2接入运算放大器IC₈和IC₉输入端，运算放大器IC₇和IC₈的输出端均接异或门IC₁₀的输入端，异或门IC₁₀的输出端与或门IC₁₁的输入端相连，运算放大器IC₉的输出端与或门IC₁₁的输入端相连，或门IC₁₁的输出接D触发器IC₁₂的R端，D触发器IC₁₂的输出端Q经电阻与三极管T₁₀的基极相连，三极管T₁₀的发射极与发光二极管D₄相连，其集电极与继电器J₁相连，二极管D₃跨接在继电器J₁两端，对继电器J₁起保护作用。运算放大器IC₇和IC₈分别对补偿器的输入电压1和输出电压2的相位进行过零检测，检测结果送异或门IC₁₀进行相位比较，并将相位差值转换成相应幅值的电压信号送入或门IC₁₁的输入端，运算放大器IC₉对补偿器的输入电压1和输出电压2进行差动放大，差动放大结果送或门IC₁₁的输入端，只要补偿器的输入输出电压的相位差或幅值差有一个超过规定的范围，即或门IC₁₁的输入有一个为高电平，或门IC₁₁的输出高电平给D触发器IC₁₂的R端，D触发器IC₁₂的输出端Q的反相端输出低电平，三极管T₁₀不导通，继电器J₁放开，常开触点J₁₄、J₁₅、J₁₆断开，常闭触点J₁₁、J₁₂、J₁₂恢复闭合，补偿器的输入电压1直接接上补偿器的输出电压10，即补偿器的输入输出电压超差时，PT的二次输出电压直接接上负载，使电能表仍能正常计量，同时发光二极管D₄熄灭，指示补偿器有故障，完成保护报警动作。当补偿器的供电电源停电时，也能产生上述保护报警动作。当补偿器工作正常时，或门IC₁₁的输入都为低电平，或门IC₁₁输出低电平，D触发器JC₁₂的输出端Q的反相端输出高电平，三极管T₁₀导通，继电器J₁吸合，发光二极管D₄发光，常开触点J₁₄、J₁₅、J₁₆闭合，常闭触点J₁₁、J₁₂、J₁₃断开，补偿器的输出电压2接上负载，完成正常的补偿工作。

本实用新型的补偿器的工作原理是：PT的输出经二次回路进入补偿器输入端，经输入采样变成小信号，信号经信号处理电路进行放大及相位补偿后，再经功率放大电路进行功率放大，使信号具有足的够的功率提供给负载，这时信号幅值还不能达到负载所需的电压幅值，只有经输出变换电路变换后才能输出给负载。电源电路将交流输入电源转换成直流电源输出，提供系统的工作电源。PT的输出电压幅值、相位经输出反馈电路反馈回信号处理，使系统能稳定可靠地工作。误差比较电路对补偿器的输入输出电压的幅值、相位的误差进行比较，比较结果送至控制、报警，使补偿器的误差在规定的范围内。补偿器出现故障或停电时，为了不影响电能表的正常计量工作，控制报警将切断补偿器的输出，而将PT二次输出直接提供给负载，以使电能表照常工作。

Claims

1、一种电压互感器二次回路全电压自动补偿器，其特征在于：它包括

(1)用于使补偿器的输出电压的幅值，相位跟随输入电压的输入采样；

(2)把交流电源输入转换成直流电流输出，为系统提供工作电源的电源电路，直流电源的中性点接补偿器输出电压的公共点；

(3)用于对输入信号进行放大及移相处理，使补偿器输出电压的相位跟随输入电压的相位的信号处理电路；

(4)用于提供负载功率的功率放大电路；

(5)用于提供负载所需电压幅值的输出变换电路；

(6)用于将补偿器输出电压的幅值，相位信号反馈至信号处理电路的输出反馈电路；

(7)用于对补偿器的输入输出电压幅值、相位进行比较的误差比较电路；

(8)用于在工作电源停电或补偿器出现故障时，断开补偿器的输出，将互感器二次输出直接提供给负载，并用声光报警的控制报警电路；

(9)信号处理电路的输入接输入采样的输出，其输出接至功率放大电路的输入，功率放大电路的输出接输出变换电路的输入，输出变换电路的输出即补偿器的输出接至负载。